CN201598778U - 一种frp制筋材锚具 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强高分子材料)制筋(包括筋、绳和索)材锚具,涉及一种工程结构用的锚具。本实用新型包括筋材(10)、锚垫板(20)、锚杯(30)、夹片(40)和波纹管(50);锚垫板(20)右边孔和锚杯(30)左边孔对应连接,在锚杯(30)内连接有夹片(40),筋材(10)从左至右依次穿过波纹管(50)、锚垫板(20)、锚杯(30)和夹杯(40)。本实用新型不锈蚀,和FRP筋材一起置于完全非金属的工程结构中,具有耐久性;重量轻,用于桥梁等结构,增强跨越能力;电磁绝缘性好,用于地磁台等可完全避免磁性干扰,用于雷达站等,可避免电磁波反射。

Description

一种FRP制筋材锚具
技术领域
本实用新型涉及一种工程结构用的锚具,尤其涉及一种FRP(FiberReinforced Polymer,纤维增强高分子聚合物)制筋(包括筋、绳和索)材锚具,即一种由FRP材料制作的用于FRP筋材锚固的锚具。
背景技术
钢材做结构材料的致命弱点有:首先,锈蚀改变了结构材料的化学成分,导致钢材原有力学性能降低甚至丧失,因此锈蚀问题严重影响结构的耐久性;其次,随着经济和科学的发展,人们对建筑材料的需求更多更高,钢梁、筋(钢丝)难以满足要求;第三,钢材是消耗性资源,不可再生,从人类长远的发展看,使用FRP替代钢材做为建筑用材料是必然趋势。
FRP具有不锈蚀、无磁性、电磁绝缘性好、重量轻和强度高等优良特性;另外,FRP脆性大,具有较大的蠕变性、松弛性和粘弹性;与钢材相比有其独特的性能和广泛的开发前景。因此对于采用FRP制作预应力筋,其锚具与采用钢材制作的预应力筋的锚具有较大的不同,需要研制开发与FRP相适应的预应力锚固方式和锚具。
国内外针对FRP预应力筋材,研制了一些相应锚具。2004年,重庆大学卓静等研制采用Q235钢材制作的用以锚固FRP片材或FRP布材的波浪形锚具,并登记了实用新型专利(ZL02244587.0);东南大学的专利锚具(ZL02242609.4;ZL02242610.8;ZL02242611.6;ZL02242612.4)以及柳州欧威姆公司的专利锚具(ZL02252685.4;ZL03243747.6)。
上述锚具均不同程度使用了金属部件,而由于金属部件本身会锈蚀,不能充分发挥FRP的独特优势。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足,提供一种FRP制筋材锚具。
本实用新型的目的是这样实现的:
本实用新型包括筋材、锚垫板、锚杯、夹片和波纹管;
锚垫板右边孔和锚杯左边孔对应连接,在锚杯内连接有夹片,筋材从左至右依次穿过波纹管、锚垫板、锚杯和夹片。
本实用新型的工作原理是:
用基于FRP的非金属锚杯和夹片,利用圆锥面自锁,约束筋材;
筋材拉张时圆锥面松开并移动到预紧位置,卸载并移开拉张机械后处于自锁状态;
锚具永久置于工程结构中,保持筋材长期处于预应力状态,锚具本身的蠕变和松弛符合结构寿命要求(例如,桥梁40年,房屋建筑100年,等等);
锚杯和夹片的锥度有0.1度的差异,消除应力集中。
本实用新型具有下列优点和积极效果:
①不锈蚀,和FRP筋材一起置于完全非金属的工程结构中,具有耐久性。
②重量轻,用于桥梁等结构,增强跨越能力。
③电磁绝缘性好,用于地磁台等可完全避免磁性干扰;用于雷达站等,可避免电磁波反射。
附图说明
图1是本实用新型单筋时的纵向剖视图;
图2.1、图2.2分别是筋材的主、侧视图;
图3是锚垫板的主视图;
图4.1、图4.2分别是夹杯(半边)的主、侧视图。
其中:
10-筋材;
20-锚垫板,板孔-21;
30-锚杯;
40-夹片,内齿-41;
50-波纹管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明:
一、总体
如图1,本实用新型包括筋材10、锚垫板20、锚杯30、夹片40和波纹管50;
锚垫板20右边孔和锚杯30左边孔对应连接,在锚杯30内连接有夹杯40,筋材10从左至右依次穿过波纹管50、锚垫板20、锚杯30和夹杯40。
二、功能部件
1、筋材10
如图2.1、图2.2,筋材10包括FRP筋材、FRP绳材和FRP索材,是一种外有螺旋的长线结构。
其功能是被锚固作为复合结构(例如预应力混凝土)的拉张构件。
2、锚垫板20
如图1、图3,锚垫板20是一种FRP厚块,其上对称设置有1~6个板孔21。
其功能是分散锚具的压力,减小混凝土局部应力;使锚具的变形与混凝土的变形相匹配。
单板孔时,和一套其它功能部件配置,如图1;
二板孔时,和二套其它功能块配置;
6板孔时,和6套其它功能部件配置,如图3。
多根筋材锚具适应密集的预应力筋材的锚固。
3、锚杯30
如图1,锚杯30是一种FRP外为圆柱内为圆锥的结构。
圆柱直径和长度根据载荷调整;圆锥倾角设计为6度,依据锥面的摩擦系数。
其功能是保证锚固系统工作在应力最小的自锁状态。
4、夹片40
如图4,夹片40是一种FRP外为圆锥内为圆柱的结构,沿中心轴线一分位二,圆柱内设置有内齿41。
圆柱直径和长度根据载荷调整;圆锥倾角设计为6度+0.1度。
由于设计夹片40的圆锥倾角比锚杯30的圆锥倾角稍大,从而调整了应力分布,优化了锚固效果;当采用0.1度差时,对消除局部应力集中有足够好的效果。
其功能是使整个锚具均匀受力,提高锚固效果。
5、波纹管50
如图1,波纹管50是一种常用的塑料波纹管。
其功能是可以随意弯曲,并保持弯曲后截面呈圆形;保证混凝土浇筑后形成一个管道,以便穿过筋材并拉张;在筋材与波纹管之间维持一个缝隙,以便灌注水泥浆或高性能聚酯固化拉张后的筋材;在高性能聚酯灌注固化期间,提供密封功能,以便高压灌注、真空成型。
三、本实用新型的使用方法
按图1所示,向波纹管内穿插筋材,安置两端的锚具,共两个,一个是固定端,另一个作为拉张工作端。固定端的筋材不外露,拉张工作端应外露足够拉张机械(一般用千斤顶)工作的长度;
在拉张工作端安置拉张机械(一般是顶推式机械);
在机械外侧安置另一个同样锚具作为拉张用临时锚具;
顶推临时锚具(顶推机械的另一端抵在拉张工作端锚杯上),拉张筋材,筋材在拉张工作端的松弛夹片内滑移,达到预定应力后,将松弛夹片安置在预紧位置;
按照预应力拉张操作规程持荷一定时间,然后卸载,卸载后拉张工作端锚具自锁;
此时临时锚具已经松开,但夹片和锚杯仍处于自锁状态。对临时锚具小心锤击,用震动方式解除静力学自锁,取出临时锚具;也可破坏外露段的筋材办法解除自锁;为避免临时锚具自锁的问题,也可以用一个锥角度超过6度的或钢铁制作的专用临时锚具;
移开拉张机械;
锯掉外露的筋材;
向波纹管内灌注水泥浆或高性能树脂;
两端都要用混凝土或高性能树脂浇筑结构外观,或者填充连续构件缝隙,锚具包埋在结构内。

Claims (5)

1.一种FRP制筋材锚具,其特征在于:
包括筋材(10)、锚垫板(20)、锚杯(30)、夹片(40)和波纹管(50);
锚垫板(20)右边孔和锚杯(30)左边孔对应连接,在锚杯(30)内连接有夹片(40),筋材(10)从左至右依次穿过波纹管(50)、锚垫板(20)、锚杯(30)和夹片(40)。
2.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具,其特征在于:
筋材(10)包括FRP筋材、FRP绳材和FRP索材,是一种外有螺旋的长线结构。
3.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具,其特征在于:
锚垫板(20)是一种FRP厚块,其上对称设置有1~6个孔(21)。
4.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具,其特征在于:
锚杯(30)是一种FRP外为圆柱内为圆锥的结构。
5.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具,其特征在于:
夹片(40)是一种FRP外为圆锥内为圆柱的结构,沿中心轴线一分为二,圆柱内设置有内齿(41)。
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